химический каталог




Проницаемость полимерных материалов

Автор С.А.Рейтлингер

луактивированной», или «поверхностной», диффузии. Существенное значение для проницаемости жестких мембран имеет отношение между поверхностью «полости» и молекулами диффундирующего вещества. При отсутствии на поверхности «полости» активных центров, взаимодействующих с диффундирующими молекулами, протекает процесс неакти-вированиой диффузии.

Такой случай, по-видимому, реализуется в системе полистирол — вода, в которой коэффициент проницаемости почти не зависит от температуры73. В случае присутствия на поверхности «полости» активных центров, например гидроксильных групп в пленке гидратцеллю-лозы, диффузия может протекать по промежуточному механизму, характеризующемуся последовательной- передачей сорбированной молекулы от одной гидроксиль-ной группы к другой 74.

Влияние микротрещин на газопроницаемость двуос-ноориентированных пленок полистирола было изучено

5 Зак 686

129

Розеном 75. При деформировании пленки под действием давления газа проницаемость ее резко возрастала. Одновременно наблюдалось снижение селективности мембран к разделению смеси Не и N2. Зависимость проницаемости хрупких органических стекол от напряжения, способствующего развитию микротрещин, не позволяет применять для определения проницаемости вакуумные методы. Ито76 рекомендует использовать в этом случае изостатические методы путем создания равных давлений, но различных концентраций газа по обе стороны исследуемой мембраны.

Интересный механизм диффузии и самодиффузии в полимерах, находящихся в стеклообразном состоянии, был предложен Френкелем77. Он распространил на твердые органические вещества механизм диффузии, характерный для неорганических кристаллических тел. Предполагалось, что в таких веществах возможна частичная диссоциация молекул на радикалы и отдельные участки молекул, способные диффундировать в веществе по «дырочному» механизму. Процессы диссоциации и рекомбинации находятся в равновесии.

Перенос инертных газов в стеклообразном полистироле ниже ГХр был подробно изучен Шульцем и Геррен-сом 78, которые исследовали этот процесс в -зависимости от тонкой структуры образцов полистиролов. Мв — 12 800, Гс = 98 °С и Мв = 2650, Тс = 71 °С. Анализ полученных данных показал, что процесс поглощения газов проходит в две стадий. Первая стадия, завершающаяся в течение нескольких минут, характеризуется относительно высоким значением D (порядка Ю-5 см2/с). На этой стадии газы проникают в систему узких капилляров, являющихся характерным структурным элементом органических стекол, отличающим их от переохлажденных расплавов. Вторая стадия представляет собой обычную диффузию газов из капилляров в области, заполненные сплошным полистиролом. Эта стадия протекает в течение нескольких дней и характеризуется меньшим значением D (порядка Ю-7 см2/с). Различие в значениях D для разных газов (Не, Н2, N2 и Аг) и для двух изученных образцов было относительно невелико. Средний радиус капилляров составлял 10 А.

Возникновение капиллярной структуры при охлаждении полистирола ниже Гхр авторы объясняют некоторой

степенью упорядоченности молекул, располагающихся параллельно в небольших областях. Этот взгляд совпадает с представлением об образовании надмолекулярных структур в виде пачек макромолекул в аморфных линейных полимерах. При застекловывании полимера присутствие таких областей приводит к различию в коэффициентах расширения по разным направлениям, к анизотропии контракции и появлению местных напряжений. Ниже Гхр выравнивание напряжений возможно только путем смещения областей относительной упорядоченности, сопровождающегося разрывом непрерывности структуры, т. е. образованием микротрещин и капилляров.

Общая картина пористости полимера ниже Txv в известной мере может напоминать структуру активированного угля 8°. Объем пор в застеклованных полимерах относительно невелик — на один-два порядка меньше объема пор активированных углей 81-82. Большое значение для определения механизма переноса газов и паров в микропористых органических стеклах имеет характер пористости. При наличии сквозной пористости можег преобладать фазовый или поверхностный перенос вещества, при замкнутых порах — диффузионный тип переноса.

Количественный анализ диффузии газов в стеклообразных полимерах был сделан Петропулосом 102. В основу положена модель «двойной сорбции», допускающая существование двух типов сорбированных полимером молекул газа: растворенных полимерной матрицей и адсорбированных в дефектах («дырках») полимера.

Не исключены и смешанные типы механизмов переноса. Коэффициенты диффузии и проницаемости в сплошных стеклообразных полимерах при 20—30 °С близки по своей величине к соответствующим коэффициентам для газов в неорганических стеклах при температурах 200—500 °С79.

Кристаллические неорганические стекла характеризуются малой проницаемостью в связи с компактной регулярной структурой в #гличие от плавленого кварца, имеющего повышенную проницаемость за счет неупорядоченной структуры, приводящей к образованию полостей 83. Интересной особенностью полимерных стекол

страница 43
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95

Скачать книгу "Проницаемость полимерных материалов" (1.79Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
монтаж металлического блок хауса
курсы экселя при бауманке
посуда webber
кованые перила

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(07.12.2016)